DE3408504C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein polarisiertes elektro­ magnetisches Kleinrelais, dessen Schaltzustände steuernde Magnetspule einen ferromagnetischen Spulenkern mit zwei magnetisch gekoppelten Rückflußelementen aufweist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein durch die DE 31 24 412 C2 bekanntes elektromagnetisches Kleinrelais besitzt ebenfalls einen ferromagnetischen Blattanker, der mit seinem freien Ende quer zur Spulen­ achse angeordnet ist und von einem Führungselement an seiner dem freien Ende gegenüber liegenden Lagerstirnsei­ te geführt und von einem Dauermagneten in dieser Lage ge­ halten wird, wobei der Fluß des Dauermagneten über den Blattanker geschlossen wird.

Wegen der Anordnung des Blattankers zwischen zwei Spulen­ kernen und dessen elektrische Trennung ist der Erreger­ flußkreis mit mehreren unvermeidlichen Trennspalten ver­ sehen, die sich negativ auf die Ansprechempfindlichkeit auswirken. Des weiteren sind bei dieser Anordnung der Aus­ bildung großer, den magnetischen Widerstand mindernder Polflächen an den Spulenkernen, vor allem im Bereich des Kontaktraums, Grenzen gesetzt.

Ein polarisiertes elektromagnetisches Relais mit einem ver­ gleichbaren Magnetkreis ist auch bereits aus der DE 23 47 471 B2 bekannt. Dort sind die Spule und der Dauermagnet voneinander getrennt angeordnet, wobei zwischen ihnen ein im Glas herme­ tisch gekapselter Schaltraum angeordnet ist. Ein Polstück des Dauermagneten ist ebenso wie zwei Gegenpolstücke in die Glas­ kapsel miteingebettet, wobei ein frei abrollbarer Anker auf dem Polstück gelagert ist und wahlweise mit Flachseiten der Gegen­ polstücke Kontakt gibt. Eines der Gegenpolstücke ist in der Verlängerung als Spulenkern verwendet. Aus dieser Druckschrift ist auch bereits die Möglichkeit bekannt, in dem Flußführungs­ kreis zwischen dem ersten und dem zweiten Gegenpolstück einen Hilfsdauermagneten zum Abgleich des Magnetkreises vorzusehen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein polarisier­ tes elektromagnetisches Kleinrelais eingangs erwähnter Art so zu gestalten, daß unter Beibehaltung einfachster Auf­ baus der vorhandene Raum sowie das eingesetzte Magnetmate­ rial optimal genutzt werden kann und eine gute Kopplung aller Magnetfluß führenden Teile mit wenigen und kleinsten Luftspalten möglich ist, um höchste Ansprechempfindlich­ keit des Kleinrelais bei sicherer elektrischer Kontakt­ gabe der Schaltelemente realisieren zu können.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Betrachtet man den Erregerflußkreis ohne Blattanker und Dauermagnet, so erkennt man, daß der Erregerflußkreis nach dem erfindungsgemäßen Aufbau des Kleinrelais vorteilhaft auf kürzestem Wege mittels Spulenkern und zweier Rückfluß­ element kurzgeschlossen ist und lediglich zwei funktions­ bedingte Luftspalte aufweist, wobei der eine durch die großflächige Überlappung der Rückflußelemente im Abstand der Dicke einer Isolierfolie verschwindend klein gehalten werden kann.

Der zweite im Erregerflußkreis befindliche Luftspalt - der Arbeitsluftspalt - wird von der Stirnseite des Spulenkerns und von der um Vielfaches größeren, dem Spulenkern vorge­ lagerten Breitseite des Rückflußelements gebildet, so daß die dadurch entstandenen Polflächen den magnetischen Wi­ derstand im Erregerflußkreis auf ein Minimum reduzieren, was sich auch vorteilhaft auf das Nutzfluß-Streufluß-Ver­ hältnis im Arbeitsluftspalt auswirkt und hohe Ansprechwerte des Kleinrelais garantiert. Durch die Anordnung des senkrecht zur Spulenachse magnetisierten Dauermagneten auf der Innenseite an einem der Schenkel eines Rückflußelements im unmittelbaren Stirnbereich der Magnet­ spule und der beiden Flußführungen über den Blattanker wird der Magnetfluß des Dauermagneten in einer Reihenschal­ tung in den Erregerflußkreis gefügt, wobei sich die zwei Magnetflüsse gegenseitig verstärken und am Blattanker hohe Schalt- bzw. Kontaktkräfte erzeugen.

Nach Abfall der Erregung wird der ferromagnetische Blatt­ anker, bedingt durch dessen Kurzschließen des vom Dauer­ magneten ausgehenden magnetischen Flusses, in der jeweili­ gen Schaltposition sicher gehalten.

Unterschiedliche Ansprechwerte der zwei Schaltlagen des Blattankers, die sich jeweils aus der Asymmetrie der mag­ netischen Schaltkreise über den Blattanker ergeben, sind durch nachträgliches Verändern der Magnetwerte des im Fluß­ kreis befindlichen Dauermagneten erzielbar.

Zur weiteren Abgleichmöglichkeit kann bei Bedarf ein zwei­ ter Dauermagnet abgeglichen werden, der in Höhe des Spulen­ kerns auf der äußeren Seite des Rückflußelements angebracht ist und durch gezieltes Auf- bzw. Abmagnetisieren auf die Erfordernisse im Magnetkreis abgestimmt werden kann.

Die aus der erfindungsgemäßen Ausbildung des Magnetkreises resultierenden hohen Schaltkräfte des Blattankers sind u. U. dazu geeignet, einen separaten Federsatz zu betätigen. In diesem Fall würde der Blattanker lediglich als mechani­ sches Betätigungsorgan arbeiten und keine Stromführungs­ funktion ausüben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert: Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Kleinrelais mit Dar­ stellung des Kontaktraums in der Seitenansicht,

Fig. 2 eine Darstellung des Kontaktraums im Querschnitt entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 1.

In Fig. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines polari­ sierten Kleinrelais dargestellt, dessen Spulenkörper (1) mit Wicklung (2) von zwei L-förmig gewinkelten Rückfluß­ elementen (4, 5) umfaßt ist. Parallel zum ferromagnetischen Spulenkern (3) entlang der Wicklung (2) überlappen sich die Rückflußelemente (4, 5) mit ihren Koppelflächen (4′ , 5′), die lediglich durch eine dazwischenliegende dünne Isolier­ folie (9) voneinander elektrisch getrennt sind. Der Kontaktspalt (12) wird von dem freien Stirnende des Spulenkerns (3) und von der Breitseite des unmittelbar gegenüberliegenden Rückflußelements (5) gebildet. Im Kontaktspalt (12) befindet sich mit seinem freien Ende ein Blattanker (6), der an einer Polfläche eines senkrecht zur Spulenachse magnetisierten Dauermagneten (8) mittels eines Führungselements (7) an seiner Lagerstirnseite (18) beweglich gelagert ist und dessen Lappen (13) in entspre­ chende Durchbrüche des Führungselements (7) ragen.

Die Stirnseite des Spulenkerns (1) und ein Isolierstück (14) begrenzen den Kontaktraum und halten das Führungselement (7) sowie den Dauermagneten (8) in der Funktionslage. Das einen Gegenkontakt bildende Rückflußelement (5) ist mit einer Prägung versehen, die durch das Isolierstück (14) in den Kontaktraum ragt. In der Vertiefung, entstanden durch die Prägung des Rückflußelements (5) ist ein weiterer Dauermagnet (10) angeordnet, mit dessen gezielter Auf- und Abmagnetisierung asymmetrische Ansprechwerte der beiden Schaltlagen des Blattankers erzielbar sind. Eine aus Isoliermaterial bestehende Gehäusekappe (11) schützt das Kleinrelais vor äußeren Einflüssen, deren offene Unter­ seite mit einer Vergußmasse gasdicht versiegelt ist.

Claims (11)

1. Polarisiertes elektromagnetisches Kleinrelais mit einer Schaltzustände steuernden Magnetspule, die einen ferro­ magnetischen Spulenkern mit zwei magnetisch gekoppelten Rückflußelementen aufweist, die einen Kontaktspalt de­ finieren, und mit einem als elektrischen Schalter wirken­ den Blattanker, der mit einem freien Ende in den Kontakt­ spalt ragt und auf einer Polfläche eines Dauermagneten verschwenkbar gelagert ist, wobei sich der Fluß des Dauermagneten über den Blattanker und je nach dessen Schalt­ lage über den Spulenkern und somit über den Magnetkreis der Magnetspule oder lediglich über einen Teil der magnetischen Rückflußelemente der Magnetspule schließt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktspalt (12) von der Stirnfläche des Spulenkerns (3) und von der Breitseite des unmittelbar gegenüber liegen­ den Rückflußelements (4 oder 5) gebildet ist, der Teil eines von der Stirnseite der Magnetspule (2) und von einem der L-förmig gewinkelten Rückflußelemente (4, 5) begrenz­ ten Kontaktraums ist, in dem ein Dauermagnet (8) mit einer Polfläche senkrecht zum Spulenkern (3) mindestens an einen Schenkel der Rückflußelemente (4, 5) magnetisch gekoppelt ist und der Fluß des Dauermagneten (8) über den Blattan­ ker (6) kurzgeschlossen ist.

2. Kleinrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ferromagnetische Blattanker (6) von einem vorzugs­ weise nichtmagnetischem Führungselement (7) an seiner dem freien Ende gegenüber liegenden Lagerstirnseite (18) mittels Lappen (13) geführt ist, wobei der Blattanker (6) durch die vom Dauermagneten (8) ausgehenden Magnetkräfte mit seiner Lagerstirnseite (18) am Führungselement (7) dauernd haftet und mit diesem elektrischen Kontakt hat.

3. Kleinrelais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückflußelemente (4, 5) mittels sich überlappender Koppelflächen (4′, 5′) magnetisch miteinander verbunden sind und über eine zwischen den Koppelflächen (4′, 5′) liegende Isolierfolie (9) untereinander und zum Dauer­ magneten (8) hin elektrisch getrennt sind und jeweils mit einem elektrischen Anschluß versehen sind.

4. Kleinrelais nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Rückflußelemente (4, 5) mit dem Spulenkern (3) elektrisch verbunden ist.

5. Kleinrelais nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Blattanker (6) in seiner Breitseite so bemessen ist, daß er die Stirnfläche des Spulenkerns (3) abdeckt.

6. Kleinrelais nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die die elektrischen Kontakte bildenden Elemente, wie Blatt­ anker (6), Führungselement (7), Magnetkern (3) und Rück­ flußelement (5), an den Kontaktstellen mit Kontaktwerk­ stoff versehen sind.

7. Kleinrelais nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der magnetischen Rückflußelemente (4, 5) etwa in Höhe des Spulenkerns (3) einen weite­ ren Dauermagneten (10) für Abgleichzwecke der Ansprech­ werte beinhaltet.

8. Kleinrelais nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kleinrelais mit einer aus Kunststoff bestehenden Gehäusekappe (11) geschützt ist.

9. Kleinrelais nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kleinrelais mit einer ferromagnetischen Gehäuse­ kappe (11) geschützt ist.

10. Kleinrelais nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Relaisaufbauten nebeneinander in einer Gehäuse­ kappe angeordnet sind.

11. Kleinrelais nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kleinrelais mit einer Vergußmasse hermetische ab­ gedichtet ist.